Diferencia clave: CRISPR frente a RNAi
La edición del genoma y la modificación de genes son campos de interés futuros en genética y biología molecular. La modificación de genes es ampliamente aplicable para estudios de terapia génica y también se usa para identificar las propiedades del gen, la funcionalidad del gen y cómo las mutaciones en el gen podrían afectar su función. Es importante desarrollar formas eficientes y confiables para realizar cambios precisos y específicos en el genoma de las células vivas. Se utilizan técnicas como CRISPR y RNAi para modificar genes con alta precisión. CRISPR o repeticiones palindrómicas cortas agrupadas regularmente interespaciadas es un mecanismo de defensa inmunitario procariótico natural que se ha utilizado recientemente para la edición y modificación de genes eucarióticos. La interferencia de ARN o ARNi es un método específico de secuencia para silenciar genes mediante la introducción de ARN pequeño de doble cadena que media con los ácidos nucleicos y regula la expresión génica. Esta es la diferencia clave entre CRISPR y RNAi.
¿Qué es CRISPR?
El sistema CRISPR es un mecanismo natural presente en algunas bacterias, incluidas E. coli y archea. Es una protección inmune adaptativa contra invasiones basadas en ADN extraño. Es un mecanismo específico de secuencia. El sistema CRISPR contiene varios elementos repetidos de ADN. Estos elementos están intercalados con secuencias "espaciadoras" cortas derivadas de ADN extraño y múltiples genes Cas. Algunos de los genes Cas son nucleasas. Por lo tanto, el sistema inmunitario completo se denomina sistema CRISPR/Cas.
Figura 01: Sistema CRISPR/ Cas
El sistema CRISPR/Cas funciona en cuatro pasos.
- El sistema vincula genéticamente segmentos de ADN de plásmidos y fagos invasores (espaciadores) en loci CRISPR (llamado paso de adquisición de espaciadores).
- Paso de maduración del ARNcr: el huésped transcribe y procesa los loci CRISPR para generar ARN CRISPR maduro (ARNcr) que contiene elementos repetidos CRISPR y elementos espaciadores integrados.
- Detección del crRNA: esto es facilitado por el apareamiento de bases complementarias. Esto es importante cuando hay una infección y un agente infeccioso.
- Paso de interferencia del objetivo: el crRNA detecta el ADN extraño, forma un complejo con el ADN extraño y protege al huésped contra el ADN extraño.
En la actualidad, el sistema CRISPR/Cas se utiliza para alterar o modificar el genoma de los mamíferos mediante la represión o la activación de la transcripción. Las células de mamífero pueden responder a roturas de ADN mediadas por CRISPR/Cas9 adoptando un mecanismo de reparación. Se puede realizar utilizando el método de unión de extremos no homólogos (NHEJ) o la reparación dirigida por homología (HDR). Ambos mecanismos de reparación tienen lugar mediante la introducción de roturas de doble cadena. Esto da como resultado la edición del gen de mamífero. Así, en la actualidad, el sistema CRISPR/Cas se utiliza en los campos de aplicaciones terapéuticas, biomédicas, agrícolas y de investigación.
¿Qué es el ARNi?
La interferencia de ARN es una técnica mediada por ARN de doble cadena, que se utiliza para regular la expresión génica. El principal compuesto implicado son los pequeños ARN de interferencia (siRNA). Los siRNA son un tipo especial de RNA bicatenario con un saliente 3' de dos nucleótidos y un grupo fosfato 5'. El complejo de silenciamiento inducido por ARN (RISC) se forma durante la interferencia de ARN, lo que daría como resultado la degradación del gen unido al siRNA.
Figura 02: ARNi
El procedimiento del RNAi es el siguiente.
- El ARN bicatenario será procesado en el citoplasma por una endorribonucleasa de tipo RNasa III llamada Dicer para generar ARNsi de ~21 nucleótidos de largo
- Transferencia de Dicer unido a ARNsi a Argonaute, con la ayuda de proteínas de unión a ARN de doble cadena (dsRNABP).
- Unión de Argonaute a una hebra del dúplex (hebra guía). Esto desplazará la otra hebra. Esto da como resultado un complejo proteína-ARN completo que se llama RISC.
- El emparejamiento del complejo RISC con el ARN guía monocatenario unido al Argonaute.
- El emparejamiento del objetivo de ARN homólogo con el ARN guía.
- Activación de Argonaute que resulta en la degradación del ARN diana
¿Cuál es la similitud entre CRISPR y RNAi?
Ambos se utilizan como herramientas de investigación para modificar la expresión génica
¿Cuál es la diferencia entre CRISPR y RNAi?
CRISPR frente a ARNi |
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| CRISPR es un mecanismo de defensa inmunitario que se ha utilizado recientemente para la edición y modificación de genes eucariotas. | RNAi es un método específico de secuencia para silenciar genes mediante la introducción de pequeñas cadenas de doble cadena |
| Secuencia de orientación | |
| El ARN sintético (ARN guía) es la secuencia de orientación de CRISPR. | siRNA es la secuencia objetivo de RNAi. |
| Eficiencia en la supresión de genes | |
| Bajo en CRISPR | Alto en ARNi |
| Efectos | |
| La eliminación de genes ocurre en CRISPR. | La desactivación/el silenciamiento se produce en RNAi. |
Resumen: CRISPR frente a ARNi
CRISPR o repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente interespaciadas es un mecanismo de defensa inmunitario procariótico natural que se ha utilizado recientemente para la edición y modificación de genes eucarióticos. La interferencia de ARN o ARNi es un método específico de secuencia para silenciar genes mediante la introducción de ARN pequeño de doble cadena que media con los ácidos nucleicos y regula la expresión génica. Esto se puede tomar como la diferencia básica entre CRISPR y RNAi. Ambas técnicas, CRISPR/Cas y RNAi, son herramientas poderosas para la manipulación de genes, aunque CRISPR/Cas es ciertamente más superior a RNAi, ya que puede usarse para inducir tanto inserciones como eliminaciones. La especificidad también es alta en el sistema CRISPR/ Cas.
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